APril L994 ZCC 315/3 IImu Fizik Moden III Masa

UNIVERSITI ^{SAINS MALAYSIA} Peperiksaan Semester ^Kedua Sidang Akademik ⁷⁹⁹³ 194

APril ^L994

ZCC 315/3 IImu Fizik ^Moden III Masa : [3 ^jam]

Sila pastikan bahasa kertas peperiksaan ini mengandungi ^EMPAT muka Surat yang bercetak ^{senetum and.a memulakan} peperiksaan ini _'

Jawab LIMA so"latt sahaja. Kesemuanya waiib dijawab di ^dalam

Bahasa-lviilfays ia .

1.(a) Terangkan apa yang dimaksudkan dengan ketumpatan kebarangkal-ian elektron.

(b) Fungsi gelombang jejarian bagi ^atom hidrogen ^yang dalam keadaan n = 1, l, = 0 diberikan ^sebagai

(2a /100 ⁾

di

Rt,o(r) =- ²_3t2 ^{e-r / ao}

go

Tunjukkan bahawa ketumpatan kebarangkalian jejarian

bagl paras 1s mempunyai nilai maksimumnya pada kedudukan

ao (40 _/ 1oo ₎

(c) Hitung nilai eigen ^tenaga bagi ^{keadaan dasar atom} hidrogen dengan menggunakan fungsi ^gelombang di ^dalam

(b) di atas'

( 40 /Loo) 2.(a) Jelaskan mengenai pengkuantuman ruang bagi spin'

(l.5/100)

(b) Dengan berbantukan suatu gambaraJah skematik perihalkan secara ringkas eksperimen stern-Gerlach. ^Jelaskan iuga tujuan-tu5uan eksperimen dan tunjukkan ^bagaimana nilai

nombor kuantum spin s = | itu didapati.

( 50 /1oo ⁾

30,7

.2/-

tzcc ^315j

2

(c) PerflIihan berlaku di dalam atom diantara keadaan n = ²

dan keadaan n = 1 di ^{dalam medan} magnet sebesar 0.4 ^T.

Jika^jarak gelombang sebelum ^medan dipasang ialah

bOOOoA, hitung jarak-jarak ^{gelombang yang} diperhatikan dan lakarkan gambaraiah skematik peralihan-peralihan yang berlaku.

(351100 ₎

3.(a) ^Terangkan dengan terperi-nci prinsip ekslusi ^PauIi.

30/100)

(b) Dengan menggunakan prinsip ekslusi Pauli, ^ceritakan

bagaimanakah anda dapat ^memenuhi paras tenaga atom.

Nyitakan ^dengan jelas keadaan petala dan sub petala ying digunakan di dalam pengkelasan paras atgm. Beri contoh inda untuk ^{susunan paras atom-atom} hidrogen ⁽ _tH), lithium ⁽ Ul,i;, ^{sodium ( 11Na) dan Cesium} (ttCs; ^.

( 4ol100 )

suatu gambaraiah skematik, ^terangkan dalam suatu sistem ^atom berbilang (c) Dengan bantuan

gandingan-ii di elektron.

4.(a) Perihalkan daya-daya nukleus.

(b) _Geraf yang diberikan ^dibawah menunjukkan tenaga pengikat pernukleon B/A, berubah

(30/1oo)

(2o / ^{LO? )} bagaimana

dengan nombor

rotgr

r.rrloor

I 2 lrg o

AJ

+.

a

U

)

taFr , '

rlcr I tt ,l,3 _,,,P,,

"ii'.''-l''''''^J'',Jlt-:J' "I'''i'':i...

i -t ttt ^rlAs '*u9 ^,r.L

,H. *ttN I tcooY _,rlrl

d loo _^ ^{nombor jicirn}

..31-

LZCC ³¹⁵ l

3

jisim A. Jika sekiranya kejadian ^{penawanan (capture)} suatu nbutron ^perrahan oreh '|Zu ^{menuju kepada proses}

pembelahan dan dua nuklid ringan ^{yang hampir sama} dihasilkan. Daripada geraf yang dj-berikan, carilah

tenaga pengikat pernukleon sebelum dan selepas pembelahan.

Daripada data ini, anggarkan nilai tenaga yang dilepaskan

di dalam setiap pembelahan.

(4o /100 ⁾

(c) Keaktifan suatu sampel ![x n"o" hujung selang ^masa

5 minit didapati 19.1, 7.12, 2.64, 0.98 ^{dan 0.36} millicuri

Apakah masa setengah hayat bagi _23",

(4o /1oo ⁾

lPetunjuk: Plot geraf dari data diatas].

(a) Terangkan perbezaan-perbezaan diantara model petaLa dengan

model titisan cecair bagi ^nukleus.

(10/100)

(b) Perihalkan dengan terperinci model petala bagi nukleus.

(5O1100)

(c) Tenaga Pengikat di dalam Formula Jisim Semiemparik

diberikan sebagai berikut:

B = ^&rrA

-

^{urt3/2- acour z'(z._L) lAt}

u=i*( Z

-

_+r'

,o *

"p""

^A-+

dengan semua simbol-simbol mempunyai maksud yang :-azim.

Dengan menggunakan formula diatas tunjukkan ^bahawa isobar ^yang paling stabil untuk uombor A yang ganJil diberikan oleh

l"cou' /AL/3 + asi*]

Z= zLa"o*^/tL + a=r*/AJ

,:

r809

(40/1oo)

.4/ -

lzcc ³¹⁵¹

4

6.(a)TerbitkanhukumGeiger-Nuttalmengenaireputan-o.

(25 I ^{100 )}

(b)Perihalkanteorireputan-crtanpamenye}esaikan

persamaan Schriidinger ^secara terperinci ' ^Tunjukkan

bahawa p"*uiu,r repitan- ^I , ^dapat -oitutis di dalam bentuk ). = ^Ae-B

denganAdanBadalahpemalar.'Bandingdanbincangkan hasil secara mekanik kirantum ini dengan hubungan empirik Geiger-Nuttal, ^{bahagian (} a) diatas .

( b0/100 )

(c)Hitungtenagakinetikzaraha]-fayangdibebaskandi

dalam reputan

dari

'i1r.

Anggaplah bahawa.nukleus '37u merePut di dalam keadaan ^diam'

lDiberi:

^Jis

i^

^zf;f;u

=

232'03?168u

L

i*" -

^Q.oo26o3u

'33rn

=

zzl.o28z5ou

Iu = ⁹³¹ .5 ^MeV l

- ^oeoOooo

j

l310

( 25l100 )